دورهٔ ابتدایی را در دبستان خیام کاشان (۱۳۱۹) و متوسّطه را در دبیرستان پهلوی کاشان (خرداد ۱۳۲۲) گذراند و پس از فارغ‌التحصیلی در دورهٔ دوسالهٔ دانش‌سرای مقدماتی پسران به استخدام ادارهٔ فرهنگ کاشان درآمد. در شهریور ۱۳۲۷ در امتحانات ششم ادبی شرکت نمود و دیپلم دورهٔ دبیرستان خود را دریافت کرد. سپس به تهران آمد و در دانشکدهٔ هنرهای زیبای دانشگاه تهران به تحصیل پرداخت و هم زمان به استخدام شرکت نفت در تهران درآمد که پس از ۸ ماه استعفا داد. سپهری در سال ۱۳۳۰ نخستین مجموعهٔ شعر نیمایی خود را به نام مرگ رنگ منتشر کرد. در سال ۱۳۳۲ از دانشکده هنرهای زیبا فارغ التحصیل شد و به دریافت نشان درجهٔ اول علمی نایل آمد. در همین سال در چند نمایشگاه نقاشی در تهران شرکت نمود و نیز دومین مجموعهٔ اشعار خود را با عنوان «زندگی خواب‌ها» منتشر کرد. آنگاه به تأسیس کارگاه نقاشی همت گماشت. در آذر ۱۳۳۳ در ادارهٔ کل هنرهای زیبا (فرهنگ و هنر) در قسمت موزه‌ها شروع به کار کرد و در هنرستان‌های هنرهای زیبا نیز به تدریس می‌پرداخت. در مهر ۱۳۳۴ ترجمهٔ اشعار ژاپنی از وی در مجلهٔ «سخن» به چاپ رسید. در مرداد ۱۳۳۶ از راه زمینی به کشورهای اروپایی سفر کرد و به پاریس و لندن رفت. ضمنا در مدرسهٔ هنرهای زیبای پاریس در رشتهٔ لیتوگرافی نام نویسی کرد. وی همچنین کارهای هنری خود را در نمایشگاه‌ها به معرض نمایش گذاشت. حضور در نمایشگاه‌های نقاشی همچنان تا پایان عمر وی ادامه داشت. سهراب سپهری مدتی در ادارهٔ کل اطلاعات وزارت کشاورزی با سمت سرپرست سازمان سمعی و بصری در سال ۱۳۳۷ مشغول به کار شد. از مهر ۱۳۴۰ نیز شروع به تدریس در هنرکدهٔ هنرهای تزئینی تهران نمود. در اسفند همین سال بود که از کلیهٔ مشاغل دولتی به کلی کناره‌گیری کرد.
درگذشت
سهراب سپهری در غروب ۱ اردیبهشت سال ۱۳۵۹ در بیمارستان پارس تهران به علت ابتلا به بیماری سرطان خون درگذشت. صحن امامزاده سلطان‌علی روستای مشهد اردهال واقع در اطراف کاشان میزبان ابدی سهراب گردید.